Mehr Komfort, auch für E-Flitzer: Porsche baut auf virtuelle Helfer

Zum Beispiel in ihrem Entwicklungszentrum im baden-württembergischen Weissach, der Geburtsstätte aller Porsche-Modelle. Die rund 25 Kilometer vom Stammwerk in Stuttgart entfernte Ideenschmiede vereint Design-Studio, Konzeptbau, Windkanal und Prüfstände unter einem Dach und ist direkt an die hauseigene Teststrecke angedockt. Wieder ein paar Meter weiter tüfteln Ingenieure im Porsche Motorsportzentrum Flacht an Rennfahrzeugen. Wichtiges Werkzeug für die nächste Pole Position: der Fahrsimulator. In ihm werden technische Änderungen simuliert und unmittelbar von Werksfahrern getestet.

Fahrsimulator mit breitem Einsatzspektrum

Solche Simulatoren taugen nicht nur, um Rennwagen das letzte Quäntchen Tempo zu entlocken. Sie helfen auch, Ergonomie und Nutzerfreundlichkeit in den straßentauglichen Porsche-Modellen zu optimieren. Einen ersten solchen Simulator hat Porsche bereits 2007 in Betrieb genommen. Basierend auf den damit gemachten Erfahrungen entstand nun die zweite Generation des Entwicklungswerkzeugs, im Konzern firmiert sie unter dem Namen „Virtueller Fahrerplatz“. Einige Konzepte des ersten Systems wurden dafür übernommen, andere weiterentwickelt oder komplett neu konzipiert.

Stolz sind die Stuttgarter vor allem auf die Variabilität und das breite Einsatzspektrum ihres neuen Simulators, auf dessen zentraler Plattform Nutzlasten mit einem Gewicht von bis zu 1.500 Kilogramm montiert werden können, von einfachen Sitzen bis hin zu ganzen Fahrzeugen. Rein virtuell lassen die sich dann längs oder quer beschleunigen, auf holprige Straßen lenken oder an Berghängen entlang. Eingaben des Fahrers wie Lenkwinkel oder Pedalstellungen dienen als elektronische Eingangssignale in die Fahrdynamikberechnungen. Eine ganze Armada hochauflösender Stereoprojektoren übernimmt die Darstellung der Umgebung – und der Fahrzeugkomponenten, die es physisch noch nicht gibt.

Auf dem virtuellen Prüfstand

Das ist eine Menge Aufwand, der sich für Porsche indes rentiert. Dank der Testergebnisse aus dem Simulator wissen die Ingenieure des Konzerns nicht nur früh, wie sich das Fahrzeug auf der Straße verhält, sondern auch, wie der Nutzer mit ihm zurechtkommt. Wichtig ist das vor allem bei den Komponenten, über die der Mensch direkt mit der Maschine kommuniziert, also zum Beispiel das Navigationsgerät oder Assistenz- und Infotainmentsysteme. Sie so anzuordnen, dass der Fahrer Informationen schnell aufnehmen und zügig reagieren kann, ist das Ziel. Selbst seine Augenposition oder ein einzelnes Kopfdrehen werden dazu mit massiver Rechenkraft erfasst, untersucht und bewertet.

Den virtuellen Fahrerplatz nutzt Porsche unter anderem zur Verbesserung der Ergonomie vorhandener Modelle. Ist der Rückspiegel gut einsehbar? Stimmen Form und Lage der Fahrzeugscheiben? Sitzt der Fahrer bequem, auch über längere Strecken? Solche Fragen hilft der Hightech-Simulator zu klären. Die von ihm ermittelten Daten unterstützen die Porsche-Ingenieure ebenso bei der Entwicklung neuer Fahrzeugkonzepte wie etwa dem „Mission E“, ein elektrisch angetriebener Sportwagen, den der Konzern bis Ende des Jahrzehnts auf die Straße bringen will.

Elektrifizierung verändert Anforderungen

Dass der Simulator durch die Elektrifizierung mal früher Feierabend machen kann, ist nicht zu erwarten. Im Hinblick auf Ergonomie und Nutzerfreundlichkeit wird er eher mehr gefragt sein. Moderne Fahrzeuge, vor allem im Premiumsegment, sind heute mit zahlreichen zusätzlichen Systemen ausgestattet, sodass schon deren reine Unterbringung den Ingenieuren den Schweiß auf die Stirn treibt. Sie stehen dabei im ständigen Konflikt mit Kollegen, die sich um andere Themen kümmern, etwa das Kofferraumvolumen, Sichtwinkel oder Kopffreiheiten.

Über allem schweben zudem die geltenden gesetzlichen Regelungen, die ebenfalls erheblichen Einfluss auf die formale Gestaltung eines Fahrzeugs nehmen, etwa durch Anforderung an seine Sicherheit, was sich auch in größeren und schwereren Modellen widerspiegelt. Zusätzliche Anforderungen bringt schließlich die Elektromobilität mit sich: Die Hochvoltbatterien eines E-Flitzers, die größten und schwersten Einzelteile in einem Elektrofahrzeug, müssen besondere Sicherheitskriterien erfüllen. Gleichzeitig steht für sie nur begrenzter Raum zur Verfügung.

Wohin mit der Batterie?

Beim Porsche Boxster haben die Ingenieure in Weissach für die Erfüllung dieser teils neuen Anforderungen eine elegante Lösung gefunden. Sie bauten ihn im Zuge eines Forschungsprojektes zu einem vollelektrischen Boxster E um und nutzten den Platz, in dem beim konventionellen Boxster-Modell der Mittelmotor untergebracht war, für die Hochvoltbatterie. Neben dem Volumen konnten durch das hohe Gewicht der Batterie eine laut Porsche „ausgezeichnete Gewichtsverteilung sowie weitere sportwagentypische Eigenschaften wie die Karosserieform oder eine tiefe Sitzposition beibehalten werden“.

Dr. Michael Steiner, Entwicklungsvorstand der Porsche AG, sagt, nicht nur die Elektrifizierung stelle die Autobranche vor neue Herausforderungen, sondern auch die Digitalisierung und Konnektivität. Um diese zu meistern, müsse man erdachte Lösungen gründlich auf Herz und Nieren prüfen. „Testing und Erprobung“, so Steiner, „beginnen bei einzelnen kleinen Komponenten und müssen bereits in frühen Entwicklungsstadien erfolgen, insbesondere auf virtueller Ebene“.

Weitere Informationen zum Thema digitale Lösungen bei Porsche finden Sie im Porsche Engineering Magazin.